CN102905833A

CN102905833A - 用于割离紧固件头部的方法和装置

Info

Publication number: CN102905833A
Application number: CN2011800259701A
Authority: CN
Inventors: M·鲁格利; K·戈尔德; M·吉本斯
Original assignee: Perfect Point EDM Corp
Current assignee: Perfect Point EDM Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2013-01-30
Also published as: WO2011119959A2; JP2013523471A; AU2011230570A1; KR20130069597A; US20130134133A1; EP2552632A4; WO2011119959A3; EP2552632A2; CA2794547A1

Abstract

用于通过放电加工，即EDM，来移除紧固件的装置和方法，以便紧固件的部分，例如凸缘头部，可以与紧固件的其他部分（例如柄）分离。

Description

用于割离紧固件头部的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年3月26日申请的美国临时专利申请序列号61/318192的全部巴黎公约权益和优先权，其内容全部包括在此以供参考，就如同在此做了充分阐述一样。本申请以参考的方式包括了2009年10月21日申请的美国申请序列号12/603507，就如同在此做了充分阐述一样。

技术领域

本发明涉及放电加工（EDM）。

发明内容

根据一些示例性实施例，公开了EDM装置，包括：烧蚀电极，其外直径超过紧固件柄的外直径，其中所述烧蚀电极被构造成纵向前进通过紧固件的头部并且到达框架基底上的框架涂层。

烧蚀电极可以具有比紧固件柄的直径更小的内直径。烧蚀电极是中空圆柱。烧蚀电极可以是实心圆柱。烧蚀电极可以是多个销。烧蚀电极可以被构造成随则其纵向前进而旋转。烧蚀电极可以被构造成绕与紧固件中心轴线对应的旋转轴线旋转。电源可以被构造成在烧蚀电极与紧固件和框架涂层中至少一者之间提供电压差。接地电极可以被构造成接触紧固件和框架涂层中至少一者。

根据一些示例性实施方式，公开了一种方法，包括：向框架基底内的紧固件提供烧蚀电极，该框架基底具有在其表面上的框架涂层并且该紧固件具有延伸超过框架涂层的头部和在框架基底内的柄；烧蚀被烧蚀空间，所述被烧蚀空间具有超过所述柄的外直径的外直径并且延伸通过所述紧固件的所述头部并到达所述框架涂层。

烧蚀被烧蚀空间可以包括：在烧蚀电极以及紧固件和框架涂层中至少一者之间提供电压差。烧蚀被烧蚀空间可以包括：使得烧蚀电极沿紧固件轴线纵向前进。烧蚀被烧蚀空间可以包括：随着烧蚀电极纵向前进使其旋转。被烧蚀空间可以延伸通过框架涂层的一部分。烧蚀电极可以是中空圆柱。烧蚀电极可以是实心圆柱。烧蚀电极可以是多个销。头部的凸缘可以与紧固件的剩余部分分离。框架基底可以保持原封不动的/完整的（intact）。使得烧蚀电极沿紧固件轴线纵向前进可以包括：当所述烧蚀电极与紧固件的外表面接触时感测和记录接触部位；跟踪相对于接触位置行进的纵向距离；当行进的纵向距离等于接触位置和框架涂层内的至少一个部位之间的距离时停止烧蚀电极的前进。

附图说明

结合附图参考下述描述将更加显而易见到本发明的上述特征，附图中类似附图标记指代类似元件，并且其中：

图1示出了接近紧固件的烧蚀电极的截面图；

图2示出了穿透紧固件和框架涂层的一部分的烧蚀电极的截面图；

图3示出了紧固件和框架涂层内的被烧蚀空间的截面图；

图4示出了从紧固件的柄移除的紧固件头部的截面图；

图5示出了接近紧固件的烧蚀电极的截面图；

图6示出了穿透紧固件和框架涂层的一部分的烧蚀电极的截面图；

图7示出了紧固件和框架涂层内的被烧蚀空间的截面图；

图8示出了从紧固件的柄移除的紧固件头部的截面图；

图9示出了接近紧固件的烧蚀电极的截面图；

图10示出了穿透紧固件和框架涂层的一部分的烧蚀电极的截面图；

图11示出了紧固件和框架涂层内的被烧蚀空间的截面图；

图12示出了从紧固件的柄移除的紧固件头部的截面图；

图13示出了接近紧固件的烧蚀电极的截面图；

图14示出了穿透紧固件的烧蚀电极的截面图；

图15示出了穿透紧固件和框架涂层的一部分的烧蚀电极的截面图；

图16示出了接近紧固件的烧蚀电极的截面图；

图17示出了穿透紧固件和框架涂层的一部分的烧蚀电极的截面图；

图18示出了紧固件和框架涂层内的被烧蚀空间的截面图；以及

图19示出了从紧固件的柄移除的紧固件头部的截面图。

具体实施方式

根据一些示例性实施方式，公开了一种EDM装置，其用于将紧固件10的头部22与紧固件10的柄30分离。如图1-19所示，紧固件10可以包括延伸通过框架基底50的至少一部分以及框架涂层60的柄30。柄30可以具有已知或可确定形状和几何外形。例如，柄30可以是具有已知外直径的大体圆柱形。如图所示，紧固件10可以包括头部20，该头部20从框架基底50和框架涂层60中至少一者的至少一部分突出。头部20可以包括凸缘22，其对应于头部20径向延伸超出柄30的外直径的部分。

根据一些示例性实施方式，紧固件10可以接口于框架基底50和框架涂层60中至少一者的至少一部分。例如，紧固件10可以装配到框架基底50和框架涂层60中至少一者内或被拧到其上。紧固件10可以接口于（interface with）框架基底50和框架涂层60的与紧固件10的头部20相反的侧面处的箍圈/卡圈（未示出）。根据一些示例性实施方式，有利的是在不从箍圈或与其固定的其他结构分离的情况下促进紧固件10的移除。例如，有利的是，沿与包括头部20的侧面相反的方向移除紧固件10。

如图所示，EDM装置的烧蚀电极100可以具有各种形状、尺寸和构造。根据一些示例性实施方式，烧蚀电极100可以被构造成从柄30移除头部、凸缘22或其至少部分。例如，如图1和图2所示，烧蚀电极100可以沿轴线纵向前进。轴线可以与紧固件10的中心轴线同轴、平行或其他方式对齐。烧蚀电极100所具有的外直径可以等于或超出紧固件10的柄30的外直径。如这里所用，在过程期间的一个或更多个点处，烧蚀电极100的外直径可以对应于距烧蚀电极100的中心轴线的径向最外极限点或与烧蚀电极100的中心轴线的距离。

根据一些示例性实施方式，如图2所示，烧蚀电极100被构造成纵向前进通过紧固件10的头部20并到达框架基底50上的框架涂层60。根据一些示例性实施方式，框架涂层60可以不同于框架基底50。例如，框架涂层60可以是与框架基底50不同的材料，或者框架涂层60可以是与框架基底50相同的材料的不同部分。框架涂层60可以与框架基底50分离或与其一体。根据一些示例性实施方式，可以接受对框架涂层60的烧蚀，而烧蚀框架基底50则可能是不希望的。

根据一些示例性实施方式，如图2所示，烧蚀电极100可以前进穿透框架涂层60的至少一部分。烧蚀电极100可以被构造成通过EDM过程/工艺来烧蚀被烧蚀空间200。例如，可以由电源提供在烧蚀电极100以及紧固件10、框架涂层60、框架基底50和与上述一者或更多者导电的任意部件中的至少一者之间的电压差。可以在烧蚀电极100和上述一者之间提供电介质流体/介电流体。在给定电压的情况下，电介质流体可以击穿，并且可以发生等离子事件，从而导致紧固件10或框架涂层60的至少一部分被烧蚀，从而在等离子事件的部位处留下被烧蚀空间200。一系列等离子事件会类似地产生被烧蚀空间200。

根据一些示例性实施方式，如图3所示，被烧蚀空间200可以至少完全延伸通过紧固件的头部200，从而使凸缘22与柄30分离。例如，被烧蚀空间200可以延伸到框架涂层600的至少一部分处或内。根据需要，被烧蚀空间200可以不延伸到框架基底50内。

根据一些示例性实施方式，可以提供方法和构造来验证烧蚀电极100的位置和被烧蚀空间200的范围。例如，随着烧蚀电极100与紧固件10的外表面接触，可以感测并记录参考点（例如接触部位）。距参考点的距离可以随着由此行进的纵向距离而被跟踪。从参考点到从紧固件10至框架涂层60或从框架涂层60至框架基底50的过渡的距离可以是已知的或可确定的，以致可以相对于从紧固件10至框架涂层60或从框架涂层60至框架基底50的过渡中的至少一个确定行进的距离。当行进的纵向距离对应于参考点和上述或框架涂层60内的至少一个部位之间的距离时停止烧蚀电极100的前进。可以使用其他方法和机制来跟踪至少烧蚀电极100的前进，如本领域普通技术人员可以意识到且如本公开所想到的。

根据一些示例性实施方式，烧蚀电极100可以在纵向前进的同时绕轴线旋转。

根据一些示例性实施方式，如图4所示，至少凸缘22可以从柄30移除。在被烧蚀空间200至少延伸到框架涂层60的情况下，凸缘22可以已经从柄30被物理割离。在这种情况下，移除凸缘22不需要额外力或者对紧固件10的额外强力行为。一旦移除凸缘22，可以沿相反方向移除柄30。

根据一些示例性实施方式，烧蚀电极100可以包括一个或更多个点电极。如图5和图6所示，可以提供多个点电极100a和100b，且其在纵向前进的同时绕轴线旋转。烧蚀电极100a和100b可以累积地提供绕轴线旋转所限定的外直径。如图7所示，点电极100a和100b的旋转和前进会导致中空圆柱的烧蚀电极100所导致的（如图3所示）类似的被烧蚀空间200。因而，如图8所示，可以以图4所示方式移除凸缘22。

根据一些示例性实施方式，烧蚀电极100可以是实心圆柱，如图9和图10所示。如图11所示，烧蚀电极100可以限定不间断的被烧蚀空间200。因而，可以如图12所示移除凸缘22。

根据一些示例性实施方式，烧蚀电极100可以至少绕其自身中心轴线之外的轴线旋转。例如，如图13、图14和图15所示，烧蚀电极100可以具有与紧固件10的中心轴线平行但不同轴的中心轴线。烧蚀电极100还可以绕其自身的中心轴线旋转。这种旋转可以与烧蚀电极100的纵向前进同时进行。根据一些示例性实施方式，由于这种操作所导致的被烧蚀空间200可以类似于烧蚀电极100足够窄的图3和图4所示的被烧蚀空间，或者类似于烧蚀电极100足够宽的图11和图2所示的被烧蚀空间。因此，可以有助于凸缘22的移除。

根据一些示例性实施方式，可以实现移除平头（不突出的）紧固件。如图16、图17、图18和图19所示，框架基底50和框架涂层60中至少一者可以包括沉头部分。头部20可以仅延伸超过框架基底50和框架涂层60中至少一者的一些部分。头部20可以被构造成与框架基底50和框架涂层60中至少一者的其他部分基本齐平。因而，这里公开的装置和方法可以应用于如图17、图18和图19所示的这种紧固件10。

虽然已经依据目前认为是最实用和优选的实施方式描述了方法和工具，但应当理解，公开内容并不需要限于公开的实施方式。其意欲涵盖包括在权利要求的精神和范围内的各种变型和类似的安排，其范围应当按照广义的解释以便包括所有这些变型和类似的结构。本公开内容包括所附权利要求的任何和所有的实施方式。

还应当理解在不偏离本发明的本质的情况下可以做各种改变。这种改变也隐含包括在说明书中。它们也落入本发明的范围内。应当理解本公开意欲产生一项专利，其独立地涵盖本发明的众多方面又作为总体系统，并以方法和设备模式。

另外，本发明的各种要素与权利要求的每一项也可以通过各种方式实现。应当理解本公开内容包括每一项这种变型，不管是任何设备实施方式、方法或者过程实施方式的实施方式变型，还是甚至仅仅是这些的任意要素的变型。

特别地，应当理解，公开内容涉及本发明的要素时，每个要素的用词可以用等价的设备术语或方法术语表达——即便只是功能或结果相同。

应当认为这种等价的、更广义的或甚至更上位的术语包括在每个要素或动作的描述中。需要时这类术语可以替换以使本发明要求的隐含地宽的覆盖范围清楚。

应当理解，所有的动作可以表示为进行该动作的装置或引起该动作的要素。

类似地，应当理解公开的每项物理要素包括该物理要素所促进的动作的公开内容。

在本专利中所述的所有专利、出版物或其它参考文献通过引用并入本文。另外，对于每个使用的术语，应当理解，除非其在本申请中的使用与这种解释不一致，否则应当理解对于每个术语并入了普通词典的定义，并且所有定义、可选术语和同义词，比如包括在技术人员公认的标准技术词典和最新版Random House Webster's Unabridged Dictionary的至少一中的都通过引用并入本文。

最后，在信息公开声明(Information Disclosure Statement)中或其他与本申请一起提交的信息声明中列举的所有对比文件附于此并通过引用并入本文；然而，对于上面的每项，在可能认为这种通过引用并入的信息或声明与这项/这些发明的授权不一致的情况，这类声明明确地不被认为是申请人所做。

在这方面，应当理解，出于实际的原因，且为了避免潜在地增加数百个权利要求，申请人只提出具有初始从属关系的权利要求。

应当理解，以超范围法条要求的程度存在支持——包括但不限于美国专利法35USC 132或其它类似的法律——以允许增加在一个独立权利要求或概念下提出的各种从属关系或其它要素的任一种，作为任何其它独立权利要求或概念下的从属关系或要素。

在进行非实质性替代的情况，在申请人实际上没有撰写任何权利要求以字面包括任何具体实施方式的情况，以及在其它适用的情况，不应当理解申请人以任何方式意欲或实际地放弃这种覆盖范围，因为申请人不能够简单地预期所有的可能性；合理地，不应当预期本领域技术人员撰写字面包括了这类可选实施方式的权利要求。

此外，根据传统的权利要求解释，常规词语“包括”的使用用于主张本文的“开放式”权利要求。因此，除非文中另作规定，应当理解术语“包括”或变型比如“包括”或“包括…的”，意欲暗示包括所述的要素或步骤，或者要素或步骤的组，但不排除任何的其它要素或步骤或者要素或步骤的组。

为了给申请人提供法律许可的最广泛的覆盖范围，应以其最广阔的形式解释这类术语。

Claims

1.EDM装置，包括：

烧蚀电极，其外直径超过紧固件的柄的外直径，其中所述烧蚀电极被构造成纵向前进通过紧固件的头部并到达基底上的涂层。

2.根据权利要求1所述的EDM装置，其中所述烧蚀电极具有比所述紧固件的所述柄的直径小的内直径。

3.根据权利要求1所述的EDM装置，其中所述烧蚀电极是中空圆柱。

4.根据权利要求1所述的EDM装置，其中所述烧蚀电极是实心圆柱。

5.根据权利要求1所述的EDM装置，其中所述烧蚀电极是多个销。

6.根据权利要求1所述的EDM装置，其中所述烧蚀电极被构造成随其纵向前进而旋转。

7.根据权利要求1所述的EDM装置，其中所述烧蚀电极被构造成绕与所述紧固件的中心轴线对应的旋转轴线旋转。

8.根据权利要求1所述的EDM装置，还包括电源，其被构造成在所述烧蚀电极与所述紧固件和所述涂层中至少一者之间提供电压差。

9.根据权利要求1所述的EDM装置，还包括接地电极，其被构造成接触所述紧固件和所述涂层中至少一者。

10.根据权利要求9所述的EDM装置，还包括在所述电极处且与所述紧固件和涂层接触的电介质流体。

11.从紧固件割离头部的方法，该方法包括：

向框架基底内的紧固件提供烧蚀电极，该框架基底具有在其表面上的框架涂层并且该紧固件具有外直径延伸超过所述框架涂层的头部和在所述框架基底内且外直径小于所述头部直径的柄；以及

烧蚀被烧蚀空间，所述被烧蚀空间具有超过所述柄的外直径的外直径并且延伸通过所述紧固件的所述头部并到达所述框架涂层。

12.根据权利要求11所述的方法，其中烧蚀被烧蚀空间包括：在所述烧蚀电极与所述紧固件和所述框架涂层中至少一者之间提供电压差。

13.根据权利要求11所述的方法，其中烧蚀被烧蚀空间包括：使得所述烧蚀电极沿所述紧固件的轴线纵向前进。

14.根据权利要求13所述的方法，其中烧蚀被烧蚀空间还包括：随着所述烧蚀电极纵向前进使所述烧蚀电极旋转。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述被烧蚀空间延伸通过所述框架涂层的一部分。

16.根据权利要求11所述的方法，其中所述烧蚀电极是中空圆柱。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述烧蚀电极是实心圆柱。

18.根据权利要求11所述的方法，其中所述烧蚀电极是多个销。

19.根据权利要求11所述的方法，其中所述头部的凸缘与所述紧固件的剩余部分分离。

20.根据权利要求11所述的方法，其中所述框架基底保持是原封不动的。

21.根据权利要求13所述的方法，其中使得所述烧蚀电极沿所述紧固件的轴线纵向前进还包括：

当所述烧蚀电极与所述紧固件的外表面接触时感测和记录接触部位；

跟踪相对于所述接触位置行进的纵向距离；以及

当所述行进的纵向距离等于所述接触位置和所述框架涂层内的至少一个部位之间的距离时停止所述烧蚀电极的前进。

22.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括向所述烧蚀电极、紧固件和涂层添加电介质流体。

23.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括向所述被烧蚀空间添加电介质流体。